(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-09
(45)【発行日】2024-12-17
(54)【発明の名称】キャップ開閉構造及び充電用コネクタ
(51)【国際特許分類】
H01R 13/52 20060101AFI20241210BHJP
B60K 1/04 20190101ALI20241210BHJP
B60K 15/05 20060101ALI20241210BHJP
B60L 53/16 20190101ALI20241210BHJP
【FI】
H01R13/52 302C
B60K1/04 Z ZHV
B60K15/05 A
B60L53/16
(21)【出願番号】P 2022120024
(22)【出願日】2022-07-27
【審査請求日】2023-12-18
(73)【特許権者】
【識別番号】000006895
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】柴山 弘達
(72)【発明者】
【氏名】青木 悠輔
(72)【発明者】
【氏名】塚本 節
(72)【発明者】
【氏名】植田 翔也
(72)【発明者】
【氏名】池谷 直人
【審査官】高橋 裕一
(56)【参考文献】
【文献】特開2012-015058(JP,A)
【文献】特開2002-021901(JP,A)
【文献】特開2005-106277(JP,A)
【文献】特開2008-95948(JP,A)
【文献】特開平8-24161(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01R13/40-13/533
B60K 1/04
B60K15/05
B60L53/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
開口部を有するハウジングと、
ヒンジ部と、
前記ハウジングに対して、前記ヒンジ部を介して、閉位置と開位置との間で回動可能に支持され、前記閉位置において前記開口部を覆い、前記開位置において前記開口部を開放するキャップと、を備え、
前記ヒンジ部は、
前記キャップを前記閉位置から前記開位置に向けて回動軸周りに回動するように付勢する付勢部材と、
前記回動軸周りに配置されたダンパーと、
前記ダンパーと前記キャップとの間に配置された環状の弾性部材と、
前記キャップに設けられ、前記ダンパー及び前記弾性部材を収容可能な収容部と、を有し、
前記ダンパーは、前記弾性部材を保持する保持部と、前記ハウジングに固定される固定部と、を有し、
前記収容部は、前記回動軸の周方向に沿って延びる斜面を含む内周面を有し、
前記弾性部材は、前記保持部の外周面と前記収容部の前記内周面との間に挟持され、
前記斜面は、前記周方向に沿って、前記回動軸との距離が次第に大きくなリ、
前記保持部は、前記回動軸に沿って延び、前記回動軸に沿う方向に視て長円形状の筒部を有し、
前記筒部の前記長円形状の長軸方向において、前記弾性部材が、前記筒部の外周面と前記収容部の前記内周面とに挟まれて圧縮される距離を、つぶし代としたとき、
前記斜面を含む前記収容部の前記内周面は、前記キャップが前記閉位置にあるときに前記つぶし代が最も大きく、前記キャップが前記閉位置から前記開位置に向かうにつれて前記つぶし代が徐々に小さくなり、前記キャップが前記開位置にあるときに前記つぶし代が最も小さくなるように、構成される、
キャップ開閉構造。
【請求項2】
前記収容部の前記内周面は、前記回動軸に対して対称となるように配置された前記斜面である2つの上り斜面と、前記2つの上り斜面間を接続する湾曲面である2つの下り面と、を含んで構成され、
前記上り斜面は、前記周方向の位置が前記閉位置から前記開位置に向けた前記キャップの回動向きと逆向きに向かうにつれて前記回動軸との距離が次第に減少し、前記下り面は、前記周方向の位置が前記逆向きに向かうにつれて前記回動軸との距離が次第に増加し、前記上り斜面の前記周方向の位置に対する前記距離の減少勾配の大きさが前記下り面の前記周方向の位置に対する前記距離の増加勾配の大きさよりも大きく、
前記キャップが前記閉位置にあるときは、前記収容部の前記内周面の前記上り斜面が、前記筒部の前記外周面の前記長軸方向の端部と対向配置されて前記外周面の前記端部との間で前記弾性部材を挟み、前記キャップが前記開位置にあるときは、前記収容部の前記内周面の前記下り面が、前記外周面の前記端部と対向配置されて前記外周面の前記端部との間で前記弾性部材を挟むように、構成された、
請求項1に記載のキャップ開閉構造。
【請求項3】
請求項1
又は請求項2に記載のキャップ開閉構造を備えた、
充電用コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、キャップ開閉構造及び充電用コネクタに関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車やプラグインハイブリッド自動車などの車両に搭載された充電用コネクタは、相手方接続部に接続される接続部を覆うように、キャップが開閉可能に構成される(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載された充電用コネクタは、ハウジング、ハウジングに対してピンを軸として回動自在に支持されたキャップ、及び、キャップを閉位置から開位置に回動するように付勢するトーションスプリングを備える。また、この充電用コネクタは、トーションスプリングのトルクをコントロールするダンパーと、ダンパーとキャップとの間に配置されたインレットダンパースプリングと、を備え、ダンパーはインレットダンパースプリングにより反力を得ている。トーションスプリングによりキャップが開く際、ダンパーとハウジングとが互いに対向する壁面において接触することで、摩擦力が生じ、キャップが開く際の抵抗となる。また、この充電用コネクタは、ダンパー及びハウジングの各壁面に部分的に斜面を設けて抵抗をコントロールしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献1に記載の充電用コネクタは、キャップが開く際の抵抗を、ダンパー及びハウジングの対向壁面間に生じる摩擦力によって調整する構造のため、調整が困難である。このため、この構造によれば、キャップのばたつきを抑えることはできるものの、キャップの開き速度を緩やかにすることは難しい。
【0005】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、キャップが開く勢いを緩やかにできるキャップ開閉構造及び充電用コネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前述した目的を達成するために、本発明に係るキャップ開閉構造は、下記を特徴としている。
開口部を有するハウジングと、
ヒンジ部と、
前記ハウジングに対して、前記ヒンジ部を介して、閉位置と開位置との間で回動可能に支持され、前記閉位置において前記開口部を覆い、前記開位置において前記開口部を開放するキャップと、を備え、
前記ヒンジ部は、
前記キャップを前記閉位置から前記開位置に向けて回動軸周りに回動するように付勢する付勢部材と、
前記回動軸周りに配置されたダンパーと、
前記ダンパーと前記キャップとの間に配置された環状の弾性部材と、
前記キャップに設けられ、前記ダンパー及び前記弾性部材を収容可能な収容部と、を有し、
前記ダンパーは、前記弾性部材を保持する保持部と、前記ハウジングに固定される固定部と、を有し、
前記収容部は、前記回動軸の周方向に沿って延びる斜面を含む内周面を有し、
前記弾性部材は、前記保持部の外周面と前記収容部の前記内周面との間に挟持され、
前記斜面は、前記周方向に沿って、前記回動軸との距離が次第に大きくなリ、
前記保持部は、前記回動軸に沿って延び、前記回動軸に沿う方向に視て長円形状の筒部を有し、
前記筒部の前記長円形状の長軸方向において、前記弾性部材が、前記筒部の外周面と前記収容部の前記内周面とに挟まれて圧縮される距離を、つぶし代としたとき、
前記斜面を含む前記収容部の前記内周面は、前記キャップが前記閉位置にあるときに前記つぶし代が最も大きく、前記キャップが前記閉位置から前記開位置に向かうにつれて前記つぶし代が徐々に小さくなり、前記キャップが前記開位置にあるときに前記つぶし代が最も小さくなるように、構成される、
キャップ開閉構造。
【0007】
また、前述した目的を達成するために、本発明に係る充電用コネクタは、下記を特徴としている。
上記キャップ開閉構造を備えた、
充電用コネクタ。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係るキャップ開閉構造及び充電用コネクタによれば、簡単な構成で、キャップが開く勢いを緩やかにできる効果を奏する。
【0009】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】
図1は、本発明の一実施形態に係る充電用コネクタの斜視図である。
【
図6】
図6は、
図1におけるVI-VI断面図であり、キャップが閉位置にある状態を示す。
【
図7】
図7は、キャップが開く途中の状態を示す、
図6に対応する断面図である。
【
図8】
図8は、キャップが開位置にある状態を示す、
図6に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。各図を参照しながら以下に説明する。本実施形態では、キャップ開閉構造、及びこのキャップ開閉構造を備えた充電用コネクタについて説明する。以下、説明の便宜上、
図1から
図8に示すように、「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」、「前後方向」、「左右方向」及び「上下方向」を定義する。「前後方向」、「左右方向」及び「上下方向」は、互いに直交する。
【0012】
図1は、本発明の一実施形態に係る充電用コネクタ1の斜視図である。
図1は、キャップ10を閉じた状態の充電用コネクタ1を、キャップ10を透過して示す。
図2は、キャップ10の斜視図である。
図3は、ダンパー20の斜視図である。
図4は、ハウジング30の斜視図である。
図5は、キャップ10の収容部17を前後方向に視た拡大図である。
図6は、
図1におけるVI-VI断面図であり、キャップ10が閉位置にある状態を示す。
図7は、キャップ10が開く途中の状態を示す、
図6に対応する断面図である。
図8は、キャップ10が開位置にある状態を示す、
図6に対応する断面図である。
【0013】
本実施形態の充電用コネクタ1は、例えば、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車などの車両に設けられ、車両に搭載されたバッテリを充電するための車両外部の充電用コネクタと電気的に接続されるものである。充電用コネクタ1は、主に合成樹脂で形成され、車両の車体パネルなどに固定される。充電用コネクタ1は、本発明の一実施形態に係るキャップ開閉構造を備える。このキャップ開閉構造は、キャップ10と、ヒンジ部Hと、ハウジング30とを備える。
【0014】
キャップ10は、ヒンジ部Hを介して、回動可能にハウジング30に接続される。キャップ10は、ハウジング30に対して、ヒンジ部Hを介して、閉位置と開位置との間で回動可能に支持される。キャップ10は、閉位置において、ハウジング30の開口部32(
図4参照)を覆い、開位置において開口部32を開放する。
【0015】
キャップ10は、
図2に示すように、キャップ本体11と、突出部15とを有する。キャップ本体11は、略円形の板状部材であり、下面に、円環状のパッキン41を収容する収容溝13を有する。突出部15は、キャップ本体11の左端から左向き及び下向きに突出する。突出部15は、後述するダンパー20及びOリング47を収容可能な収容部17と、収容部17の右側に収容部17と離間して設けられた側壁18とを有する。
【0016】
収容部17は、略円形板状の底壁175と、底壁175の外周縁に立設された収容壁171とを有して略中空円筒形状をなす。底壁175は、中心位置に、ピン43が挿通されるピン挿通孔19が設けられる。ピン43は、金属製の棒状部材であり、回動軸の一例である。
【0017】
収容壁171は、
図5に示すように、内周面172の一部に上り斜面173、173と、下り面174、174とを有する。上り斜面173、173は、ピン43(回動軸)の周方向に沿って延びる斜面の例である。2つの上り斜面173は、回動軸中心となるピン挿通孔19の中心位置Oに対して対称となるように配置される。上り斜面173は、周方向に沿って、ピン43との距離が次第に大きくなるように形成される。各下り面174は、2つの上り斜面173間を接続する湾曲面である。内周面172は、中心位置Oからの距離が、R2<R3<R1となるように構成される。R1、R2は、中心位置Oから上り斜面173の延在方向の両端縁までの各距離である。R3は、中心位置Oから下り面174の周方向における中間位置(以下、単に「中間位置」という。)までの距離である。キャップ10において、内周面172は、収容部17に収容されたOリング47が、キャップ10の開き初めには上り斜面173を上り、開き終わりには下り面174を緩やかに下る形状とされている。
【0018】
側壁18は、収容部17の底壁175と離間して、底壁175と平行に延びるように設けられ、底壁175との間に、スプリング45を収容可能な収容空間を形成する。側壁18は、底壁175におけるピン挿通孔19に対応する位置に、ピン43が挿通されるピン挿通孔が設けられる。
【0019】
ヒンジ部Hは、ピン43、付勢部材の一例としてのスプリング45、ダンパー20、環状の弾性部材の一例としてのOリング47、及び収容部17を含む。
【0020】
スプリング45は、キャップ10を閉位置から開位置に向けて回動軸(ピン43)周りに回動するように付勢する、金属製のコイルスプリングである。
【0021】
ダンパー20は、
図3に示すように、ピン43が挿通される挿通孔25を有し、ピン43の周りに配置される。ダンパー20は、段付きの略円筒形状を有する。ダンパー20は、Oリング47を保持する小径部21と、小径部21よりも外径が大きい大径部23と、ハウジング30に固定される2つの突起部27と、を有する。小径部21は、保持部の一例であり、突起部27は、固定部の一例である。大径部23は、前後方向に延びる略円筒形状を有し、前面に小径部21が設けられ、後面に2つの突起部27が設けられる。小径部21は、大径部23から前方に延びる筒部を有し、前後方向、即ちピン43の延在方向に視て長円形状を有する。突起部27は、大径部23の後面から後方に突出する略直方体形状の部材である。2つの突起部27は、大径部23の後面において、挿通孔25を挟んで上下に設けられる。
【0022】
Oリング47は、ダンパー20とキャップ10との間に配置される、円環状の弾性部材である。Oリング47は、一例としてゴム製である。Oリング47は、ダンパー20における小径部21の外周面21A(
図3参照)と、キャップ10における収容部17の内周面172との間に挟持される。Oリング47は、ピン43を軸中心とする全周方向かつ径方向に付勢可能である。Oリング47は、キャップ10の開き角度に応じて、外周面21Aと内周面172とに挟まれたつぶし代の大小が変化し、つぶし代の大小に応じて、ダンパー20に与える反力が変化する。
【0023】
ハウジング30は、
図4に示すように、ハウジング本体31と、取付部33と、フード部35とを有する。ハウジング本体31は、中空円筒形状を有し、車両外部の接続対象と電気的に接続される接続部を、内部に保持可能に構成される。車両外部の接続対象は、例えば充電用コネクタである。取付部33は、略矩形の板状を有し、四隅に車体パネル(不図示)への取付孔である貫通孔が設けられている。取付部33は、4つの貫通孔にボルト(不図示)を挿通して車体パネルに締め付けることでこの車体パネルに固定される。フード部35は、ハウジング本体31の外周に沿った略中空円筒形状を有し、ハウジング本体31の上半分を覆う。フード部35は、取付部33と一体に設けられている。フード部35は、外周面に、一対の保持壁37と、キャップ10を閉状態に維持するためのロック部を保持する一対の保持壁とを、フード部35の左右側にそれぞれ有する。
【0024】
一対の保持壁37は、取付部33の上面に、前後方向に互いに離間して対向するように立設された略矩形板状部材であり、ピン43が挿通されるピン挿通孔37bをそれぞれ有する。後側の保持壁37は、前面に、保持溝37aを有する。保持溝37aは、後方の保持壁37の上端縁から下方に延び、上下方向に視てU字状を有する。保持溝37aは左右方向のサイズが、ダンパー20に設けられた突起部27の左右方向のサイズに対応する。保持溝37aの下面は、後方から前方に向けて下がる傾斜面とされる。一対の保持壁37は、キャップ10の突出部15が一対の保持壁37間に挿入された状態で、ピン挿通孔37bにピン43が挿通されることにより、キャップ10を回動自在に支持する。
【0025】
充電用コネクタ1の組み付けは、一例として、以下のように行う。ダンパー20は、小径部21の外周面21AにOリング47が装着されて、パッキン41が収容溝13に取り付けられたキャップ10の収容部17に収容される。スプリング45は、底壁175と側壁18との間に収容される。この状態で、突出部15がハウジング30の一対の保持壁37間に上方から挿入され、2つの突起部27が、後側の保持壁37の保持溝37aに上方から挿入されることで、ダンパー20がハウジング30に固定される。次に、ピン43が、保持壁37のピン挿通孔37b、ダンパー20の挿通孔25、スプリング45の内側、及び保持壁37のピン挿通孔37bを貫通して、保持壁37に対して抜け止めされる。このようにして、キャップ10とハウジング30とが一体化される。また、ハウジング30のフード部35の右端には、ロック部が取り付けられて、キャップ10を閉位置に維持可能となる。
【0026】
上記のように構成された充電用コネクタ1において、ダンパー20は、Oリング47のつぶしにより反力を得ているので、この反力と摩擦がスプリング45のトルクをコントロールする抵抗となる。Oリング47を用いることで、摩擦が大きくなり、少ない反力で抵抗を得ることが可能となる。充電用コネクタ1は、収容壁171の内周面172に上り斜面173が設けられるので、Oリング47が、小径部21の長軸方向において、小径部21と内周面172とに挟まれて圧縮された距離(以下、つぶし代という。)が、キャップ10の開き角度に応じて変化する。キャップ10の開き角度は、キャップ10とハウジング30の上端面とのなす角度である。
【0027】
図6から
図8を参照して、キャップ10が開く動作について説明する。
図6から
図8は、キャップ10の開き角度が、それぞれ、0度、45度、90度である状態をそれぞれ示す。
図6に示すように、キャップ10が閉位置にあるとき、Oリング47は、小径部21の外周面21Aと上り斜面173とに挟まれて、小径部21の長軸方向におけるつぶし代は、最も大きくなる。したがって、キャップ10のロックを解除することによりスプリング45に付勢されて、キャップ10が開き始めた状態、即ちキャップ10の開き角度が0度の状態では、スプリング45のトルクに対する抵抗が最も大きくなる。キャップ10が開く途中において、
図7に示すように、キャップ10の開き角度が45度の状態では、Oリング47は、小径部21の外周面21Aと下り面174の途中位置P(
図5参照)とに挟まれる。途中位置Pは、中心位置Oからの距離RPが、R2<RP<R3となる位置である。よって、キャップ1の開き角度が45度の場合、つぶし代が中程度となり、スプリング45のトルクに対する抵抗が中程度となる。さらにキャップ10が開き、
図8に示すように、キャップ10の開き終わりの状態、即ちキャップ10の開き角度が90度の状態では、Oリング47は、外周面21Aと下り面174の中間位置とに挟まれて、つぶし代は最も小さくなり、スプリング45のトルクに対する抵抗が小さくなる。
【0028】
以上説明したように、充電用コネクタ1は、キャップ10の内周面172が、中心位置Oに対して対称に配置された上り斜面173、173及び下り面174、174を有し、Oリング47のつぶし代をキャップ10の開き角度によって変化させる。この構成により、キャップ10の開き動作におけるダンパー20の抵抗をコントロールしている。したがって、キャップ10において収容壁171の内周面172の斜面形状を調整することで、ダンパー20による抵抗を細かく調整でき、キャップ10を一定の速度で緩やかに開かせることができる。また、キャップ10のばたつきを抑えることができる。さらに、Oリング47の反力が、ピン43(回動軸)に対して回転方向に対称にかかり、保持壁37の一方側に負荷がかかる構造ではないため、ハウジング30やキャップ10の片方向に負荷がかかることによるキャップ10の位置ずれや破損が起こらない。加えて、Oリング47のつぶしによりダンパー20の反力を得るので、例えばコイルスプリングを用いてダンパー20の反力を得る場合に比べて、組付け性の向上が可能となり、コスト低減が可能となる。
【0029】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、前述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。例えば、前述した実施形態では、小径部21が回動軸方向に視て長円形状を有したが、回動軸方向に視て、卵形等のカム形状のように、回動軸からの距離が一定とならない形状を有してもよい。
【0030】
ここで、上述した本発明の実施形態に係るキャップ開閉構造及び充電用コネクタの特徴をそれぞれ以下[1]~[5]に簡潔に纏めて列記する。
【0031】
[1]開口部(32)を有するハウジング(30)と、
ヒンジ部(H)と、
前記ハウジングに対して、前記ヒンジ部を介して、閉位置と開位置との間で回動可能に支持され、前記閉位置において前記開口部を覆い、前記開位置において前記開口部を開放するキャップ(10)と、を備え、
前記ヒンジ部(H)は、
前記キャップを前記閉位置から前記開位置に向けて回動軸(ピン43)周りに回動するように付勢する付勢部材(スプリング45)と、
前記回動軸周りに配置されたダンパー(20)と、
前記ダンパーと前記キャップとの間に配置された環状の弾性部材(Oリング47)と、
前記キャップに設けられ、前記ダンパー及び前記弾性部材を収容可能な収容部(17)と、を有し、
前記ダンパーは、前記弾性部材を保持する保持部(小径部21)と、前記ハウジングに固定される固定部(突起部27)と、を有し、
前記収容部(17)は、前記回動軸の周方向に沿って延びる斜面(上り斜面173)を含む内周面(172)を有し、
前記弾性部材(Oリング47)は、前記保持部(小径部21)の外周面(21A)と前記収容部(17)の前記内周面(172)との間に挟持される、
キャップ開閉構造。
【0032】
上記[1]の構成のキャップ開閉構造によれば、弾性部材が、ダンパーの保持部外周面とキャップに設けられた収容部の内周面との間に供され、収容部の内周面に、回動軸の周方向に沿って延びる斜面を有する。よって、キャップの開き角度、即ちキャップが閉位置から開位置までのいずれに位置するか、によって弾性部材のつぶし代を変化させることができる。したがって、簡単な構成で、キャップが開く勢いを緩やかにでき、キャップのバタつきを抑えることが可能となる。
【0033】
[2]前記斜面は、前記周方向に沿って、前記回動軸との距離が次第に大きくなる、
上記[1]に記載のキャップ開閉構造。
【0034】
[3]前記保持部は、前記回動軸に沿って延び、前記回動軸に沿う方向に視て長円形状の筒部を有する、
上記[2]に記載のキャップ開閉構造。
【0035】
[4]前記斜面は、前記キャップが前記閉位置にあるときに、前記長円形状の長軸に沿う前記弾性部材のつぶし代が最も大きく、前記キャップが前記開位置にあるときに、前記つぶし代が最も小さくなるように、構成される、
上記[3]に記載のキャップ開閉構造。
【0036】
[5]上記[1]から[4]のいずれか一に記載のキャップ開閉構造を備えた、
充電用コネクタ(1)。
【0037】
上記[5]の構成の充電用コネクタによれば、弾性部材が、ダンパーの保持部外周面とキャップに設けられた収容部の内周面との間に供され、収容部の内周面に、回動軸の周方向に沿って延びる斜面を有する。よって、キャップの開き角度、即ちキャップが閉位置から開位置までのいずれに位置するかによって弾性部材のつぶし代を変化させることができる。したがって、簡単な構成で、キャップが開く勢いを緩やかにでき、キャップのバタつきを抑えることが可能となる。
【符号の説明】
【0038】
1 充電用コネクタ
10 キャップ
11 キャップ本体
13 収容溝
15 突出部
17 収容部
20 ダンパー
21 小径部
21A 外周面
23 大径部
27 突起部
30 ハウジング
31 ハウジング本体
32 開口部
35 フード部
37 保持壁
37a 保持溝
43 ピン
45 スプリング
47 Oリング
171 収容壁
172 内周面
173 上り斜面
174 下り面
175 底壁
H ヒンジ部